Akustische Kabeldetektion und -verfolgung

Motivation

In zunehmendem Maße werden Kabel in Gewässern verlegt, beispielsweise zur Anbindung von  Offshore-Windparks an die landseitige Netzstruktur oder Telekommunikationskabel. Insbesondere  im Flachwasser werden die Kabel zum Schutz vor Beschädigungen durch den Schiffsverkehr, Anker,  Seegang oder andere Einflüsse meist im Seeboden eingegraben. 

Nach der Verlegung ist die exakte Lage der Kabel, insbesondere die Einhaltung der geforderten  Sedimentüberdeckung, zu dokumentieren. Lage und Überdeckung der Kabel sind danach während  der gesamten Betriebszeit in regelmäßigen Abständen zu verifizieren. An die Genauigkeit der  ermittelten Kabelposition stellen die Kabelbetreiber und Behörden hohe Anforderungen (10% der  Vergrabetiefe oder 5% des Sensorabstands). Nach der Verlegung ist die Position des Kabels in einer  hohen Punktdichte zu dokumentieren. 

Die INNOMAR-Sedimentecholote werden unter anderem zur Ortung vergrabener Pipelines und  Kabel genutzt. Dabei werden quer zur Kabelroute verlaufende Profile ausgewertet und die  Kabelposition manuell bestimmt. Dieses Verfahren ist sehr zeit- und kostenaufwändig. Die  Positionsgenauigkeit ist zwar sehr hoch, aber die wirtschaftlich erreichbare Positionsdichte  reicht für die Erstvermessung nach der Verlegung nicht aus.

Ablauf: Detektion und Verfolgung

Zur initialen Detektion des Kabels fährt das Vermessungsschiff zunächst (ungefähr) senkrecht zum verlegten Kabel. Bei der Überquerung entsteht auf dem Echogramm im Idealfall eine Hyperbel. In der Realität ist diese Hyperbel jedoch oft unvollständig und verrauscht.

Sobald ein Stück Kabel initial gefunden wurde, ändert das Vermessungsschiff seinen Kurs, so dass es dem Verlauf des Kabels folgt. Hierdurch kann kostengünstig eine hohe Dichte an Vermessungspunkten erreicht werden. Die entstehenden Echogramme werden scheibchenweise zu einem 3D-Volumen zusammengefügt und die Hyperbel über die Zeit verfolgt. Weicht das Schiff vom Verlauf des Kabels ab, erhält der Kapitän eine visuelle Kurskorrekturempfehlung.

 

Echogramm einer Sedimentecholot-Transekte quer zur Kabelroute. Rot eingekreist ist eine von einem Kabel verursachte (unvollständige) Hyperbel. Die schwarzen Pfeile weisen auf den noch zu erkennenden ursprünglichen Graben hin, in dem das Kabel verlegt wurde.
Zusammenfügung zu 3D-Volumen
Kurskorrekturempfehlung

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